[發明專利]一種曲面疏水微結構的制備方法

有效

• 申請號: 201710751431.5
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107585736B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 鄭皓天;趙娟;王俊兵;朱凌志;馬惠寧;周舒瑤;徐翊桄;李征宇;王博;張靜;王燕玲;楊洋;賀偉;孫學書;張建和;李新杰;李煒;徐良;吳婧
• 申請（專利權）人: 寧夏軟件工程院有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;G03F7/00;G03F7/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種曲面疏水微結構的制備方法，包括如下步驟：在石英玻璃上粘附可剝離水標紙；在水標紙上涂覆一定厚度的光刻膠并固化；使用紫外光刻機進行曝光；對光刻膠進行顯影；在顯影完成后的光刻膠膜層溝道內添加天然樹脂與無機顏料合成的油墨；將制備好的圖文版放入有機溶劑中，溶解掉光刻膠；使用活化劑剝離水標紙和石英玻璃；通過水轉印完成油墨圖形的附著，后處理固化油墨，完成曲面材料表面微結構的生成，實現疏水功能。本發明提出了一種柔性微結構的制備方法，使曲面也能夠完成微結構的生成，方法簡單，適用范圍廣。

發明領域

本發明涉及一種微結構的制備方法，具體涉及一種曲面疏水微結構的制備方法。

背景技術

研究表明，在材料表面制備微納米陣列結構能增大液體在表面的接觸角，當接觸角大于150度以上時，可以形成超疏水效果。此技術在表面處理方面用處很大，目前有噴涂、打磨、電鍍等方法。對于平面材料來說，上述方法都較為容易，但制備結構多屬于無序結構。其可以使用半導體光刻刻蝕工藝完成更規則的結構制備。但對于曲面材料來說，尤其是閉合曲面材料，規則微結構的制備非常困難。尤其是微結構尺寸達到20微米級別時，目前成熟可用的技術只有半導體光刻刻蝕工藝，但其只能針對平面結構材料進行。

發明專利CN105259733A提出了《一種用于曲面圖形化的柔性掩膜板制備方法》。其制備的曲面微結構圖案雖然能實現閉合曲面的圖案附著，但是其微結構圖案的制備采用激光或點光刻膠制備。其中激光制備精度不足，激光燒灼會引起毛邊和殘留物難以去除問題，而點光刻膠近乎于隨機型圖案處理，最終的效果成毅。

專利公開號(CN201510037978)，名稱為“柔性、可拉伸、可變形曲面光刻模板與光刻方法和裝置”的發明，主要通過該發明實現在具有復雜曲面的基底上進行光刻，其柔性掩膜板的制作比較復雜。需要低楊氏模量的硅膠和作為擋光的金屬材料，金屬材料通過濺射或者蒸鍍的方法沉積在硅膠上。由于用硅基板作為掩膜板，實現掩膜板圖形化，成本較高，且無法在曲面上實現復雜圖形。

以上案例都較為復雜，不具有規模、低成本制備能力。因此快速、方便的制備微結構的方法尤為重要。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種曲面疏水微結構的制備方法，其制備過程簡單、可操作性強。本發明使用了平面半導體光刻工藝和水轉印技術結合，實現了閉合曲面的微結構制備，對推動微結構技術的廣范圍應用具有實際意義。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種曲面疏水微結構的制備方法，其按照以下步驟進行：

S1、在石英玻璃上粘附可剝離水標紙；

優選的，采用4-12寸半導體用石英玻璃片，經過有機無機溶液清洗后，采用樹脂粘合可剝離水標紙，水標紙的大小與石英玻璃片的大小相同；

S2、在水標紙上涂覆光刻膠并固化；

優選的，采用光刻膠旋涂機涂覆光刻膠，保證厚度為30-80微米；

S3、使用平面曝光機完成微結構圖形的曝光；

優選的，微結構圖形為單一圖形重復排列組成的陣列式圖案，其圖形為正方形、圓形和正六邊形之一；

更為優選的，單一圖形的邊長或直徑為10-20微米，間距為5-15um；

S4、對光刻膠顯影；

S5、對顯影完成的光刻膠薄膜層上的溝道進行油墨填充，完成微結構圖案印制；

優選的，填充油墨采用天然樹脂或其他不被有機溶劑溶解的樹脂與無機顏料的合成體；

更為優選的，填充油墨的高度小于光刻膠溝道高度的1/2，為了能夠漏出光刻膠側面，使得后續去膠速度加快，同時避免油墨覆蓋光刻膠造成無法去除的后果。